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Naturwissenscliaftliche Wochenschrift. 



N. F. IX. Nr. 36 



i. Von sehr groficm Interesse war der Bericht 

 von Prof. Sch en ck- Aachen iiber , .chemise he 

 Gleichgewichte bei metallurgischen 

 Reaktionen", denn er flihrte den Horer mitten 

 in das Gebiet der modernsten allgemeinen Chemie 

 und zeigte in ganz ungewohnlich ubersichtlicher 

 Weise, wie fruchtbringend rein wissenschaftliche 

 Forschungen auf die Losung technischer Probleme 

 wirken konnen. 



Wenn wir unseren Blick iiber die grofie Reihe 

 der wichtigeren Metalle schweifen lassen und uns 

 die Frage vorlegen, ob ihr Vorkommen in der 

 Natur sich nach gewissen einheitlichen Gesichts- 

 punkten ordnen lafit, so erkennen wir leicht drei 

 grofie Gruppen, zwischen denen allerdings zahl- 

 reiche Ubergange vorhanden sind. In die erste 

 Gruppe gehoren die Edelmetalle, die uns die 

 Natur in metallischer Form, als reine Elemente 

 oder als Legierungen darbietet; als typische Ver- 

 treter sind das Gold und die Platinelemente zu 

 nennen. Den Ubergang zur zweiten Gruppe, der 

 Gruppe der sulfidischen (und arsenidischen und 

 antimonidischen) Erze, bilden Elemente wie das 

 Silber und das Kupfer, die sich teils in metalli- 

 schem Zustande, teils als Sulfide (Silber- und 

 Kupferglanz Ag. 2 S und Cu 2 S) oder als Arsenide 

 oder Antimonide (helles und dunkles Rotgiltigerz 

 Ag 3 AsS 3 und Agf 3 SbS a ) vorfinden. Vertreter der 

 zweiten Gruppe selbst sind das Blei, das als Blei- 

 glanz PbS, das Quecksilber, das als Zinnober 

 HgS, das Wismut, das als Wismutglanz Bi 2 S.,, 

 das Nickel, das als Rotnickelkies NiAs oder als 

 Chloanthit NiA? 2 , und das Kobalt, das als Speis- 

 kobalt CoAs., vorkommt. Zwischen der zweiten 

 und der die oxydischen Erze umfassenden dritten 

 Gruppe stehen so wichtige Metalle wie das Zink, 

 dessen wichtigste Erscheinungsform die Zinkblende 

 ZnS, die Galmei, ein basisches Karbonat, und das 

 Kieselzinkerz etwa von der Formel SiO 4 Zn 2 -H 2 O 

 sind, und das Eisen, als dessen wichtigste Erze 

 der Schwefelkies FeS., und die verschiedenen, zum 

 grofien Teile wasserhaltigen Oxyde, so der Magnet- 

 eisenstein Fe 3 Oj, der Eisenglanz, der Brauneisen- 

 stein , das Raseneisenerz usw. erwahnt werden 

 miissen. Die dritte Gruppe, die der oxydischen 

 Erze endlich , setzt sich aus den Mineralien des 

 Aluminiums und des Chroms, der Erdalkalien und 

 des Magnesiums sowie der Alkalien zusammen; 

 in jedem Mineralienverzeichnis findet der Leser in 

 den Silikaten, Karbonaten, Sulfaten und Phosphaten 

 zahlreiche Beispiele fur diese letzte Gruppe. 



Die Aufgabe der Metallurgie besteht nun darin, 

 diejenigen Metalle, die in metallischer Form, und 

 zwar meist in Form von Legierungen, verwendet 

 werden, aus ihren Erzen abzuscheiden, chemisch 

 gesprochen also darin, den Oxyden den Sauer- 

 stoff, den Sulfiden (Arseniden und Antimoniden) 

 den Schwefel (das Arsen oder das Antimon) zu 

 entziehen. Diese Aufgabe wird im allgemeinen 

 dadurch gelost , dafi die Sulfide und ihre Ver- 

 wandten durch Rostung, d. h. durch Erhitzen unter 

 Luftzutritt, in Oxyde umgewandelt und dafi die 



Oxyde, mogen sie nun direkt von der Natur ge- 

 liefert oder erst durch besondere Vorbehandlung 

 erhalten worden sein, mit Hilfe geeigneter Re- 

 duktionsmittel, von denen in erster Linie Kohlen- 

 stoff und Wasserstoff in Frage kommen, in den 

 elementaren Zustand iibergefiihrt werden. Der 

 theoretischen Metallurgie sind hier also zwei 

 prinzipielle Probleme, das Problem der Rostre- 

 aktionen und das der Oxydreduktion, gestellt. 



Wir wollen uns zunachst mit dem Problem 

 der Reduktion der Oxyde beschaftigen. 1 ) 



Betrachten wir ein beliebiges Metall in seinem 

 Verhalten gegenuber dem Sauerstoff, so erscheinen 

 uns von vornherein zwei Arten des Verhaltens 

 moglich : Das Metall oxydiert sich -- das ist der 

 Fall bei den unedlen Metallen , oder cs oxydiert 

 sich nicht - - so liegen die Dinge bei den Edel- 

 metallen. Der Unterschied zwischen den edlen 

 und den unedlen Metallen ist jedoch keineswegs 

 als prinzipiell oder durchgreifend anzusehen; er 

 hangt wie alle Unterschiede, die eine Funktion 

 der chemischen Affinitat sind, von den Versuchs- 

 bedingungen, so vor allem von der Temperatur 

 und dem Druck, ab. Einen allgemeinen Gesichts- 

 punkt zur Beurteilung der Verhaltnisse liefert uns 

 die Lehre von den heterogenen Gleichgewichten, 

 insbesondere die Phasenregel, 2 ) nach der im Falle 

 eines vollstandigen Gleichgewichtes die Summe 

 der Phasen (P) und der Freiheiten (F) gleich der 

 Zahl cler Komponenten K plus der Zahl der 

 variablen Aufienbedingungen, hier also des Druckes 

 und der Temperatur, d. h. der Zahl 2 ist: 



P + F = K + 2. 



Wenden wir die Phasenregel nun auf die Be- 

 ziehtingen zwischen Sauerstoff und einem Metall 

 an, so ergibt sich fur den Fall, dafi Metall und 

 Metalloxyd nebeneinander, jedes als besondere 

 Phase, vorhanden sind, die Zahl der Freiheiten 

 aus der Gleichung 



F = K + 2 P= 2 + 2-3= i, 



denn wir haben zwei Komponenten , Sauerstoff 

 und Metall, und drei Phasen, namlich das Metall, 

 sein Oxyd und die Gasphase. Die Gleichung 



F= i 



bedeutet, dafi wir eine Freiheit haben, d. h. dafi 

 wir eine Bedingung beliebig wahlen konnen. 

 Wahlen wir z. B. eine bestimmte Temperatur, so 

 stellt sich ein ganz bestimmter Druck in dem 

 Systeme ein, und wahlen wir einen bestimmten 

 Druck, so ist eine Wahl der Temperatur, bei der 

 der Druck herrschen soil, nicht mehr moglich; 

 der gewiinschte Druck tritt nur bei einer ganz 



') Ich folge hier z. T. den Darlegungen von R. Schenck 

 in seinem Aachener Vortrage (Zeitschr. (. Elcktroch., 15, 584 

 bis 590 (1909) und ergiinze sie stellenweisc auch nach seinem 

 ausgezeichneten Buche iiber die ,,Pliysikalische Chemie der 

 Metalle" (Halle 1909). 



2 ) Vgl. A. v. V e g e s a c k, ,,Die Lehre von den heterogenen 

 Gleichgewichten". Naturw. Wochenschr., N. F. Bd. IX, S. 214 

 bis 221, igio. 



